Everton Gomes Vascouto

Filipe Leal

Nelson Alves da Silva Júnior

Renato D’angello Suares

Química – Bacharelado – 4º semestre

Sala 03A09

EQB- 4º NA

Polímeros Sintéticos

Santo André

2010

Polímeros Sintéticos

Polímeros Sintéticos

Brinquedos, roupas, chicletes, pneus... A princípio, parece impossível

interrelacionar estes materiais de alguma forma. No entanto, desde a primeira metade

do século XX, o mundo tem se rendido à química dos polímeros. Cada vez mais, novos

produtos, como os brinquedos, as roupas, os chicletes e os pneus, têm sido criados a

partir da união de pequenas moléculas. É a “Era dos Plásticos”.

Polímeros são compostos de moléculas gigantes formados a partir de cadeias de

unidades repetitivas pequenas.

Pelo fato de as moléculas dos polímeros possuírem comprimentos diferentes,

eles não têm massas moleculares definidas. Tratamos apenas de massa molecular

média.

Eles também não têm pontos de fusão definidos. Apenas “amolecem” quando

aquecidos.

Há de se destacar também sua resistência mecânica, que aumenta quanto

maiores forem as interações moleculares entre as cadeias. Além do tamanho das

cadeias, o grau de interações também é influenciado pela polaridade de seus grupos

funcionais. Essas interferências que aumentam a resistência mecânica de um polímero,

aumentam também sua densidade. Assim, quanto mais resistente é o polímero, mais

denso é.

Cadeias longas sem ramificações permitem um mais intenso contato

intermolecular, aumentando também suas interações e produzindo materiais mais

resistentes e densos. Já cadeias com muitas ramificações não podem se acomodar tão

bem. Assim, formam materiais menos densos e fortes.

Há dois tipos principais de reações que originam os polímeros: as reações de

adição e as reações de condensação. O tipo de reação a ser utilizada dependerá dos

grupos funcionais da matéria-prima.

Polimerização por adição

Neste processo, alcenos reagem entre si formando as longas cadeias

poliméricas. O alceno original é chamado de monômero (a estrutura que se repetirá

muitas vezes para formar a cadeia do polímero). Seguem alguns exemplos de

polímeros formados a partir deste tipo de reação.

Polietileno

O mais simples dos polímeros formados a partir da reação por adição é o

polietileno (formado a partir da polimerização do eteno):

Além de ser o mais simples polímero formado a partir de reação de adição, o

polietileno é também o plástico mais popular em nossa vida cotidiana. Isso porque,

alterando as condições de polimerização, a indústria consegue variar bastante a

aparência do polietileno, produzindo polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno

de alta densidade (PEAD).

Polietileno de baixa densidade (PEBD)

Produzido sob pressões entre 1000 e 3000 atmosferas e

temperaturas que vão de 100 ºC a 300 ºC, numa reação

altamente exotérmica, a cadeia do PEBD é conduzida a

possuir muitas ramificaçõe, que conferem certas

características a este polímero: tenacidade, alta resistência a

impactos, alta flexibilidade, boa processabilidade,

estabilidade e propriedades elétricas notáveis.

É aplicado como filmes de embalagens de alimentos,

produtos farmacêuticos, brinquedos, revestimento de fios e cabos, mangueiras e outras

utilidades domésticas.

Polietileno de Alta Densidade (PEAD)

Neste processo são empregadas

pressões e temperaturas menores do

que no citado anteriormente. As

condições de formação dão origem a

cadeias mais lineares e mais densas,

por consequência. Isso faz com que a orientação, o alinhamento e o empacotamento

das cadeias sejam mais eficientes. Assim, as forças intermoleculares (de Van der

Waals) agem mais intensamente, aumentando também a cristalinidade em relação ao

PEBD.

A orientação das cadeias poliméricas deste polímero também influi em suas

propriedades. PEAD altamente orientado rendem materiais dez vezes mais resistentes

do que os produzidos a partir do polímero não orientado.

É utilizado na fabricação de baldes e bacias, caixas d’água, frascos de

detergentes e cosméticos, tubos para rede de saneamento, tubos externos de canetas

esferográficas, etc.

Reação de formação do Polietileno

Um procedimento muito utilizado é a polimerização via radicais, onde há a

presença de uma pequena quantidade de um peróxido orgânico (R-O-O-R). A reação

tem início com a dissociação da ligação O-O, originando dois radicais:

Estes radicais atacam as moléculas do monômero (eteno), formando um novo

radical:

Este radical ataca outra molécula do monômero, e outra, e outra...

O crescimento da cadeia segue até que todas as moléculas do eteno sejam

consumidas ou até que pares de cadeias se liguem para formar espécies não

radicalares. Assim, originando o polietileno, que pode possuir muitos milhares da

unidade repetitiva.

Copolímeros

São polímeros fabricados a partir de mais de um tipo de monômeros. Há alguns

tipos diferentes destes copolímeros.

Quando os monômeros se alternam ao longo da cadeia do polímero, este é

chamado de copolímero alternado. Em um copolímero em bloco há longos seguimentos

na qual a unidade repetitiva é um dos monômeros seguidos por blocos formados pelo

outro monômero. Num copolímero aleatório não há ordem de ligação definida entre os

monômeros. Por último, temos os copolímeros graftizados, formados por cadeias

longas formadas por um monômero e cadeias laterais por outro.

Outros Polímeros de adição

Polipropileno: obtido a partir do propeno. É bastante resistente a choques e ao calor.

Usado na fabricação de pára-choques de automóveis, peças moldadas, entre outros.

Poliisobuteno: formado a partir do isobuteno. Constitui um tipo de borracha sintética

(borracha butílica), muito utilizada na fabricação de câmaras de ar para pneus.

Poliestireno: obtido a partir do estireno. Também bastante utilizado na fabricação de

artigos moldados. Bom isolande elétrico, com a injeção de gases no sistema, a quente,

durante sua produção, ele se expande, originando o isopor.

Policloreto de Vinila: obtido a partir do cloreto de vinila. É o popular PVC, que tem boa

resistência mecânica, térmica e elétrica. Utilizado na fabricação de tubos para

encanamento, isolantes elétricos, garrafas, etc.

Acetato de Polivinila: fabricado a partir do acetato de vinila, e muito utilizado na

fabricação de tintas, adesivos e chicletes.

Teflon (politetrafluoretano): obtido a partir do tetrafluoretano. Plástico mais resistente ao

calor e à corrosão por agentes químicos. Utilizado em revestimento de panelas e

frigideiras, fabricação de válvulas, fita veda-rosca, etc.

Polimerização por condensação

São aqueles formados por reações de condensação, onde há eliminação de

moléculas menores, geralmente água. Para estas reações ocorrerem, é necessário que

haja dois grupos funcionais em cada monômero e que se misturem em quantidades

estequiométricas dos reagentes.

Poliéster

Um grupo muito comum deste tipo de polímeros é o de poliésteres, originados

pela ligação de monômeros que possuem o grupo ácido carboxílico com os que têm

grupo álcool.

Um poliéster típico é o Dacron, obtido a partir da esterificação do ácido tereftálico

com etilenoglicol.

A primeira reação de condensação acontece da seguinte forma:

Uma nova molécula de etilenoglicol pode se ligar ao grupo carboxila, á

esquerda do produto, e outra molécula do ácido tereftálico, ao grupo hidroxila à direita,

assim, obtêm-se:

Nas reações por condensação o crescimento da cadeia ocorre obrigatoriamente

nos grupos funcionais das extremidades da mesma, tornando menos provável o

aparecimento de ramificações. Isso permite às moléculas destes polímeros poderem se

arranjar e acomodar lado a lado.

Náilon

Outro grupo importante de polímeros de condensação é o grupo das poliamidas

(náilon), originadas a partir da reação de aminas com ácidos carboxílicos.

O aquecimento desse sal inicia a condensação. Segue a primeira etapa:

As condensações sucessivas fazem a amida crescer em ambas as

extremidades, resultando no náilon:

Essas longas cadeias de poliamida podem ser transformadas em fios ou

moldadas. As fibras de náilon são de grande resistência (em grande parte, pelas

ligações hidrogênio N-H...=C que ocorrem entre as cadeias vizinhas. O náilon tem larga

aplicabilidade, por exemplo, na confecção de fibras têxteis, garrafas, linhas de pesca,

pulseiras, entre outros.

Outros polímeros de Condensação

Poliuretana

Matérias-primas: diisocianato de para-fenileno e etilenoglicol.

Utilização: por ser formada em reações, além da polimerização, que liberam gás,

a poliuretana cresce e fica cheia de bolhas em seu interior, produzindo o aspecto das

espumas utilizadas em colchões e travesseiros. Esse material também é utilizado para

a fabricação de isolantes térmicos e acústicos.

Silicone

Formado por longas cadeias de silício e oxigênio intercalados, podem ser

aplicados, industrialmente, de diversas maneiras. Aqueles com moléculas menores

apresentam o aspecto de óleos, sendo utilizados na impermeabilização de superfícies,

como, por exemplo, as ceras para polimento de automóveis.

Policarbonato

Nestes polímeros, encontramos um agrupamento de átomos similar ao existente

no ânion carbonato. São utilizados, por sua grande resistência a impacto, desde visores

de capacetes de astronautas, à janela dos aviões, passando pelos garrafões de água e

pelos “vidros à prova de balas”.

Referências Bibliográficas

ATKIS,P.; JONES, L. Princípios de Química – Questionando a Vida Moderna e o Meio

Ambiente. 3ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

http://www.mundovestibular.com.br/articles/775/1/AS-REACOES-DE-

POLIMERIZACAO---POLIMEROS-DE-ADICAO/Paacutegina1.html

http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/quimica/paginahtml/polimeros7.htm

CANTO, E.L.; PERUZZO, F.M. Química na abordagem do cotidiano – Volume 3:

Química Orgânica. 3ªed: Moderna. São Paulo, 2003.